DE10297484T5 - Method and device for producing a granulated rare earth alloy powder and method for producing a rare earth alloy sintered body - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers,
wobei das Verfahren die Stufen umfasst:
Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers;
Erzeugung
einer remanenten Magnetisierung in dem Pulver; und
Granulieren
des Pulvers durch Ausnutzung der Agglomerationskraft, die durch
die remanente Magnetisierung des Pulvers erzeugt wird.A process for producing a granular rare earth alloy powder, the process comprising the steps of:
Production of a rare earth alloy powder;
Generation of residual magnetization in the powder; and
Granulating the powder using the agglomeration force generated by the remanent magnetization of the powder.
Description
Technisches Gebiettechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers und auf ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungssinterkörpers.The The present invention relates to a method and an apparatus for the production of a granulated rare earth alloy powder and a method of manufacturing a rare earth alloy sintered body.
Stand der TechnikState of technology
Ein Seltenerdmetall-Legierungssintermagnet (Permanentmagnet) wird normalerweise hergestellt durch Pressen eines Pulvers aus einer Seltenerdmetall-Legierung, Sintern des resultierenden Pulverpresslings und anschließende Durchführung einer Alterungsbehandlung mit dem Sinterkörper. Permanentmagnete, die derzeit in großem Umfang für verschiedene Anwendungszwecke eingesetzt werden, umfassen Magnete auf Seltenerdmetall-Kobalt-Basis und Magnete auf Seltenerdmetall-Eisen-Bor-Basis. Unter anderem werden die Magnete auf Seltenerdmetall-Eisen-Bor-Basis (nachstehend hier als "Magnete auf "R-Fe-B-Basis" bezeichnet, worin R für eines der Elemente der Seltenen Erden einschließlich Y, Fe für Eisen und B für Bor stehen) immer häufiger in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein Magnet auf R-Fe-B-Basis ein maximales Energieprodukt aufweist, das höher ist als bei irgendeinem der verschiedenen anderen Magnet-Typen und dass er dennoch verhältnismäßig billig ist.On Rare earth alloy sintered magnet (permanent magnet) is usually made by pressing powder of a rare earth alloy, sintering of the resulting powder compact and then carrying out a Aging treatment with the sintered body. Permanent magnets that currently in large Scope for Various uses are used, including magnets Rare earth metal cobalt base and rare earth metal iron boron base magnets. Among other things, the magnets are based on rare earth-iron-boron (hereinafter referred to as "magnets referred to as "R-Fe-B-based", wherein R for one of rare earth elements including Y, Fe for iron and B for Boron) are becoming increasingly common used in various electronic devices. This is on it attributed to that a R-Fe-B-based magnet has a maximum energy product that is higher than any of the various other magnet types and that it is nevertheless relatively cheap is.
Ein
Sintermagnet auf R-Fe-B-Basis umfasst eine Hauptphase, die im Wesentlichen
aus einer tetragonalen R2Fe14B-Verbindung
besteht, eine R-reiche Phase, die beispielsweise Nd enthält, und
eine B-reiche Phase. In dem Sintermagneten auf R-Fe-B-Basis kann
ein Teil des Fe durch ein Übergangsmetall
wie Co oder Ni ersetzt sein und ein Teil des Bors (B) kann durch
Kohlenstoff (C) ersetzt sein. Ein Sintermagnet auf R-Fe-B-Basis,
auf den die vorliegende Erfindung mit Vorteil anwendbar ist, ist
beispielsweise in den US-Patenten Nr.
Bei dem Stand der Technik wird eine Legierung auf R-Fe-B-Basis hergestellt als ein Material für einen solchen Magneten durch Anwendung eines Blockgieß-Verfahrens. Bei einem Blockgieß-Verfahren werden normalerweise ein Metall der Seltenen Erden, elektrolytisches Eisen und eine Ferrobuor-Legierung als jeweilige Ausgangsmaterialien durch Anwendung eines Induktionserhitzungs-Verfahrens zum Schmelzen gebracht und dann wird die auf diese Weise erhaltene Schmelze in einer Gießform verhältnismäßig langsam abgekühlt, wodurch ein Legierungsblock erhalten wird.at In the prior art, an alloy based on R-Fe-B is produced as a material for such a magnet by using a block casting process. In a block casting process usually become a rare earth metal, electrolytic Iron and a Ferrobuor alloy as the respective starting materials by using an induction heating process for melting brought and then the melt thus obtained is in a mold relatively slow cooled, causing an alloy block is obtained.
Neuerdings hat ein schnelles Abkühlungsverfahren, beispielsweise ein Bandgießverfahren oder ein Zentrifugengießverfahren, viel Aufmerksamkeit in dem Stand der Technik gefunden. Bei einem schnellen Abkühlungsverfahren wird eine geschmolzene Legierung in Kontakt gebracht mit und verhältnismäßig schnell abgekühlt mittels einer Einzel-Abschreckungswalze, einer Doppel-Abschreckungswalze, einer rotierenden Scheibe oder der inneren Oberfläche einer rotierenden zylindrischen Gießform, wodurch aus der geschmolzenen Legierung eine erstarrte (verfestigte) Legierung hergestellt wird, die dünner ist als ein Legierungsblock. Die auf diese Weise hergestellte erstarrte bzw. verfestigte Legierung wird nachstehend als "Legierungsflocke" oder "Legierungslamelle" bezeichnet. Die durch Anwendung eines solchen schnellen Abkühlungs verfahrens hergestellte Legierungsflocke hat in der Regel eine Dicke von etwa 0,03 mm bis etwa 10 mm. Bei Anwendung des schnellen Abkühlungsverfahrens beginnt die geschmolzene Legierung von ihrer Oberfläche her fest zu werden (zu erstarren), die mit der Oberfläche der Abschreckungswalze in Kontakt kommt. Diese Oberfläche der geschmolzenen Legierung wird hier als "Walzenkontaktoberfläche" bezeichnet. Bei dem schnellen Abkühlungsverfahren wachsen daher säulenförmige Kristalle in Richtung der Dicke ausgehend von der Walzenkontaktoberfläche. Als Folge davon hat die schnell erstarrte Legierung, die durch Anwendung eines Bandgießverfahrens oder irgendeines anderen schnellen Abkühlungsverfahrens hergestellt worden ist, eine Struktur, die eine kristalline R2Fe14B-Phase und eine R-reiche Phase umfasst. Die kristalline R2Fe14B-Phase hat in der Regel eine Nebenachsen-Größe von etwa 0,1 μm bis etwa 100 μm und eine Hauptachsengröße von etwa 5 μm bis etwa 500 μm. Andererseits ist die R-reiche Phase, bei der es sich um eine nichtmagnetische Phase handelt, die ein Element der Seltenen Erden R in einer verhältnismäßig hohen Konzentration enthält und eine Dicke (entsprechend der Breite der Korngrenze) von etwa 10 μm oder weniger aufweist, in der Korngrenze zwischen den kristallinen R2Fe14B-Phasen dispergiert.Recently, a rapid cooling process such as a belt casting process or a centrifugal casting process has received much attention in the prior art. In a rapid cooling process, a molten alloy is brought into contact with and cooled relatively quickly by means of a single quenching roller, a double quenching roller, a rotating disc, or the inner surface of a rotating cylindrical mold, thereby producing a solidified (solidified) alloy from the molten alloy which is thinner than an alloy block. The solidified alloy thus produced is hereinafter referred to as "alloy flake" or "alloy lamella". The alloy flake made using such a rapid cooling process typically has a thickness of about 0.03 mm to about 10 mm. Using the rapid cooling process, the molten alloy begins to solidify (solidify) from its surface which comes into contact with the surface of the quenching roller. This surface of the molten alloy is referred to herein as the "roller contact surface". In the rapid cooling process, therefore, columnar crystals grow in the thickness direction from the roller contact surface. As a result, the rapidly solidified alloy made using a tape casting process or any other rapid cooling process has a structure that includes a crystalline R 2 Fe 14 B phase and an R-rich phase. The crystalline R 2 Fe 14 B phase generally has a minor axis size of approximately 0.1 μm to approximately 100 μm and a major axis size of approximately 5 μm to approximately 500 μm. On the other hand, the R-rich phase, which is a non-magnetic phase, which contains a rare earth element R in a relatively high concentration and has a thickness (corresponding to the width of the grain boundary) of about 10 μm or less is in dispersed the grain boundary between the crystalline R 2 Fe 14 B phases.
Im Vergleich zu einer nach dem konventionellen Blockgießverfahren oder Formgießverfahren hergestellten Legierung (eine solche Legierung wird hier als "Ingot-Legierung" bezeichnet) wird eine schnell erstarrte Legierung innerhalb einer kürzeren Zeit abgeschreckt (d.h. mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 102°C/s bis 104°C/s). Die schnell erstarrte Legierung weist daher eine feinere Struktur auf und hat eine geringere Kristallkorngröße. Außerdem hat in der schnell erstarrten Legierung ihre Korngrenze eine größere Fläche und die R-reiche Phase ist innerhalb der Korngrenze breit und dünn dispergiert (verteilt). Die schnell erstarrte Legierung weist somit auch eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit der R-reichen Phase auf. Da die schnell erstarrte Legierung die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Merkmale aufweist, kann ein Magnet mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften aus der schnell erstarrten Legierung hergestellt werden.Compared to an alloy produced by the conventional block casting or molding process (such an alloy is referred to here as an "ingot alloy"), a rapidly solidified alloy is quenched in a shorter time (ie with a cooling rate of 10 2 ° C./s up to 10 4 ° C / s). The rapidly solidified alloy therefore has a finer structure and a smaller crystal grain size. In addition, the grain boundary in the rapidly solidified alloy has a larger area and the R-rich phase is broadly and thinly dispersed (distributed) within the grain boundary. The rapidly solidified alloy also has excellent dispersibility of the R-rich phase. Since the rapidly solidified alloy has the advantageous features described above, a magnet with excellent magnetic properties can be produced from the rapidly solidified alloy.
Ein alternatives Legierungsherstellungsverfahren, das so genannte "Ca-Reduktionsverfahren (oder Reduktions/Diffusionsverfahren)" ist ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Behandlungs- und Herstellungsstufen: Zugabe von metallischem Calcium (Ca) und Calciumchlorid (CaCl) entweder zu der Mischung aus mindestens einem Seltenerdmetalloxid, Eisenpulver, reinem Borpulver und mindestens einem Ferrobor-Pulver und Boroxid in einem vorgegebenen Verhältnis oder zu einer Mischung, die ein Legierungspulver oder ein Mischoxid enthält oder einem Mischoxid aus diesen Aufbauelementen in einem vorgegebenen Verhältnis; Durchführen einer Reduktions/Diffusions-Behandlung mit der resultierenden Mischung innerhalb einer inerten Atmosphäre; Verdünnen des erhaltenen Reaktanten zur Herstellung einer Aufschlämmung und anschließendes Behandeln der Aufschlämmung mit Wasser. Auf diese Weise kann ein Feststoff aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis erhalten werden.On alternative alloy manufacturing process, the so-called "Ca reduction process (or reduction / diffusion method) "is also from the prior art known. This procedure includes the following treatment and Production stages: addition of metallic calcium (Ca) and calcium chloride (CaCl) either to the mixture of at least one rare earth oxide, Iron powder, pure boron powder and at least one ferrobor powder and boron oxide in a predetermined ratio or in a mixture, which contains an alloy powder or a mixed oxide or a mixed oxide these structural elements in a predetermined ratio; Performing one Reduction / diffusion treatment with the resulting mixture within an inert atmosphere; Dilute the reactant obtained to prepare a slurry and then Treat the slurry with water. In this way, a solid can be made from an alloy can be obtained on an R-Fe-B basis.
Es sei darauf hingewiesen, dass jeder kleine Block aus einer festen Legierung hier als "Legierungsblock" bezeichnet wird. Der "Legierungsblock" kann irgendeine von verschiedenen Formen von festen Legierungen sein, die nicht nur erstarrte Legierungen, die durch Abkühlen einer Schmelze eines Legierungsmaterials erhalten worden sind (beispielsweise einen Legierungsblock, der durch das konventionelle Blockgießverfahren hergestellt worden ist, oder eine Legierungsflocke, die durch ein schnelles Abkühlungsverfahren, wie z. B. ein Bandgießverfahren hergestellt worden ist), sondern auch eine feste Legierung, die durch das Ca-Reduktionsverfahren hergestellt worden ist, umfassen.It it should be noted that each small block consists of a fixed Alloy is referred to here as an "alloy block". The "alloy block" can be any of different forms of solid alloys that are not only solidified alloys by cooling a melt of an alloy material have been obtained (for example an alloy block which produced by the conventional ingot casting process or an alloy flake made by a rapid cooling process, such as B. a strip casting process has been produced), but also a solid alloy that produced by the Ca reduction process.
Ein Legierungspulver, das gepresst werden soll, wird erhalten durch Durchführung der folgenden Behandlungsstufen: grobes Pulverisieren eines Legierungsblockes in einer dieser Formen durch Anwendung beispielsweise eines Wasserstoffeinschluss-Verfahrens und/oder irgendeine der verschiedenen mechanischen Mahlverfahren (wie z. B. unter Verwendung einer Scheibenmühle); und feines Pulverisieren des resultierenden groben Pulvers (mit einer mittleren Teilchengröße von 10 μm bis 500 μm) durch Anwendung eines trockenen Mahlverfahrens unter Verwendung beispielsweise einer Strahlmühle.On Alloy powder to be pressed is obtained by execution of the following treatment stages: rough pulverization of an alloy block in one of these forms by using, for example, a hydrogen entrapment process and / or any of the various mechanical grinding methods (such as using a disk mill); and fine pulverization of the resulting coarse powder (with an average particle size of 10 μm to 500 μm) Using a dry milling process using, for example a jet mill.
Die Legierung auf R-Fe-B-Basis, die gepresst werden soll, hat vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm bis etwa 6 μm, um ausreichende mechanische Eigenschaften zu erzielen. Es sei darauf hingewiesen, dass die "mittlere Teilchengröße" eines Pulvers hier, wenn nichts anderes angegeben ist, eine FSSS-Teilchengröße ist. Wenn jedoch ein Pulver mit einer derart niedrigen mittleren Teilchengröße verwendet wird, sind die resultierende Fließfähigkeit, Pressbarkeit (einschließlich der Hohlraumfüllungsdichte und der Komprimierbarkeit) und die Produktivität schlecht.The R-Fe-B-based alloy to be pressed preferably has an average particle size of 1.5 μm to about 6 µm, um to achieve sufficient mechanical properties. It was on it noted that the "middle Particle size "of a powder here, unless otherwise specified is an FSSS particle size. However, if a powder with such a low average particle size is used, are the resulting fluidity, Pressability (including the void fill density and compressibility) and productivity poor.
Um
diese Probleme zu überwinden,
wurde bereits ein Verfahren zum Beschichten der Oberfläche von Legierungspulver-Teilchen
mit einem Gleitmittel vorgeschlagen. So ist beispielsweise in der
offengelegten japanischen Patentpublikation Nr.
Das
Gleitmittel verbessert nicht nur das Fließvermögen und die Pressbarkeit (oder
Komprimierbarkeit) des Pulvers, sondern fungiert auch als Bindemittel
zur Erhöhung
der Härte
(oder Festigkeit) des Presslings. Dennoch kann das Gleitmittel auch
als restlicher Kohlenstoff in dem Sinterkörper verbleiben, wo er möglicherweise
die magnetischen Eigenschaften beeinträchtigt (verschlechtert). Daher
muss das Gleitmittel eine gute Bindemittel-Entfernbarkeit aufweisen.
So sind beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentpublikation
Nr.
Bei diesem Verfahren, bei dem ein Gleitmittel verwendet wird, wird zwar ein bestimmter Grad der Verbesserung erzielt, es ist jedoch immer noch schwierig, den Hohlraum mit dem Pulver genügend gleichmäßig zu füllen oder einen ausreichenden Grad der Pressbarkeit zu erzielen. Unter anderem weist ein Pulver, das unter Anwendung eines Bandgießverfahrens oder irgendeines anderen schnellen Abkühlungsverfahrens (mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 102°C/s bis 104°C/s) hergestellt worden ist, eine geringere mittlere Teilchengröße und eine engere Teilchengrößenverteilung auf als ein Pulver, das nach einem Blockgießverfahren hergestellt worden ist und daher insbesondere ein schlechtes Fließvermögen hat. Aus diesem Grund kann die Menge des PuIvers, die in den Hohlraum eingefüllt werden soll, manchmal den zulässigen Bereich übersteigen oder die Hohlraumfüllungsdichte kann ungleichmäßig sein. Als Folge davon können die Variationen in Bezug auf die Masse oder die Dimensionen der Presslinge ihre zulässigen Bereiche überschreiten oder in den Presslingen können Risse oder Absplitterungen auftreten.In this method, in which a lubricant is used, a certain degree of ver achieved improvement, but it is still difficult to fill the cavity with the powder sufficiently evenly or to achieve a sufficient degree of pressability. Among other things, a powder made using a belt casting process or any other rapid cooling process (with a cooling rate of 10 2 ° C / s to 10 4 ° C / s) has a smaller average particle size and a narrower particle size distribution than one Powder that has been produced by a block casting process and therefore has in particular poor fluidity. For this reason, the amount of powder to be filled in the cavity may sometimes exceed the allowable range, or the cavity filling density may be uneven. As a result, the variations in the mass or dimensions of the compacts may exceed their allowable ranges, or cracks or chips may occur in the compacts.
Als ein anderes (weiteres) Verfahren zur Verbesserung des Fließvermögens und der Pressbarkeit eines Legierungspulvers auf R-Fe-B-Basis wurde vorgeschlagen, ein granuliertes Pulver herzustellen.As another (further) method to improve fluidity and of an R-Fe-B-based alloy powder proposed to produce a granulated powder.
So
ist beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentpublikation
Nr.
Wenn
jedoch das in der offengelegten japanischen Patentpublikation Nr.
Andererseits weist das granulierte Pulver, das durch Anwendung eines Sprühtrockungsverfahrens auf PVA hergestellt worden ist, eine hohe Bindekraft auf und es ist nicht zu hart, um vollständig zerkleinert werden zu können, selbst beim Anlegen eines äußeren magnetischen Feldes. Daher können seine primären Teilchen nicht in ausreichendem Maße auf das magnetische Feld ausgerichtet werden und es können keine Magnete mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften erhalten werden. PVA weist auch eine schlechte Bindemittelentfernbarkeit auf und der aus PVA stammende Kohlenstoff neigt dazu, in den Magneten zu verbleiben. Dieses Problem kann jedoch überwunden werden durch Durchführung eines Bindemittelentfernungs-Verfahrens in einer Wasserstoff-Atmosphäre. Es ist jedoch immer noch schwierig, diesen Kohlenstoff in ausreichendem Maße zu entfernen.on the other hand exhibits the granulated powder by using a spray drying process has been made on PVA, a high binding force on it is not too hard to be complete to be able to be crushed even when putting on an external magnetic Field. Therefore can its primary Particles do not respond to the magnetic field sufficiently can be aligned and it can no magnets with excellent magnetic properties were obtained become. PVA also has poor binder removability on and the carbon originating from PVA tends to be in the magnet to stay. However, this problem can be overcome by performing a Binder removal process in a hydrogen atmosphere. It is however, it is still difficult to remove this carbon sufficiently.
Um
das Problem zu lösen,
dass das granulierte Pulver selbst unter einem ausrichtenden magnetischen
Feld schwer zu zerkleinern ist, hat der Anmelder der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Pulvers
vorgeschlagen, in dem die jeweiligen Pulverteilchen (d.h. die jeweiligen
Primärteilchen),
die mit einem magnetischen Pulver ausgerichtet worden sind, mit
einem Granuliermittel gebunden (gekoppelt) werden durch Granulieren
des Pulvermaterials bei einem daran angelegten statischen magnetischen
Feld (vgl. die offengelegte japanische Patentpublikationen Nr.
Es wurden bereits verschiedene Granuliermittel und Granulierverfahren vorgeschlagen, wie vorstehend beschrieben. Ein Verfahren für die Massenproduktion eines granulierten Pulvers aus einer Seltenerdmetall-Legierung, das ein ausgezeichnetes Fließvermögen und eine ausgezeichnete Pressbarkeit aufweist und das zur Herstellung von Magneten mit guten magnetischen Eigenschaften beitragen kann, wurde bisher jedoch noch nicht entwickelt.It various granulating agents and granulation processes proposed as described above. A process for mass production a granulated powder of a rare earth alloy, which has excellent fluidity and has excellent pressability and that for manufacturing of magnets with good magnetic properties can contribute has not yet been developed.
Andererseits nimmt die Nachfrage nach kleineren, dünneren und leistungsfähigeren Magneten zu. Deshalb ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von kleinen oder dünnen Hochleistungsmagneten mit einer hohen Produktivität erwünscht. Allgemein gilt, dass dann, wenn ein Seltenerdmetall-Legierungssinterkörper (oder ein durch Magnetisierung des Sinterkörpers erhaltener Magnet) maschinell bearbeitet wird, seine magnetischen Eigenschaften schlechter werden als Folge von Spannungen, die durch die maschinelle Bearbeitung verursacht werden. Eine solche Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften ist bei einem kleinen Magneten nicht vernachlässigbar. Daher ist es, je geringer die Größe des herzustellenden Magneten ist, umso mehr erforderlich, einen Sinterkörper herzustellen, der eine hohe Dimensionsgenauigkeit hat, um möglichst überhaupt keine maschinelle Bearbeitung zu benötigen, und der auch die herzustellende endgültige Gestalt hat. Die Nachfrage nach einem Seltenerdmetall-Legierungspulver mit einem ausgezeichneten Fließvermögen und einer ausgezeichneten Pressbarkeit (beispielsweise unter anderem für ein Legierungspulver auf R-Fe-B-Basis) nimmt auch aus diesen Gründen weiter zu.On the other hand, the demand for smaller, thinner and more powerful magnets is increasing. Therefore, the development of a method for manufacturing small or thin high-performance magnets with high productivity is desired. In general, when a rare earth alloy sintered body (or a magnet obtained by magnetizing the sintered body) is machined, its magnetic properties deteriorate as a result of stresses caused by machining. Such a deterioration in the magnetic properties is not negligible for a small magnet. Therefore, the smaller the size of the magnet to be manufactured, the more necessary it is to produce a sintered body which has a high dimensional accuracy in order to avoid any machining at all and which also has the final shape to be produced. For these reasons, too, the demand for a rare earth alloy powder with excellent fluidity and excellent pressability (for example for an alloy powder based on R-Fe-B) is increasing.
Beschreibung der Erfindungdescription the invention
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu überwinden, besteht ein primärer Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers zur Verfügung zu stellen, das ein gutes Fließvermögen und eine gute Pressbarkeit aufweist und die Herstellung eines Magneten mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften ermöglicht, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Sinterkörpers aus einer Seltenerdmetall-Legierung mit einer hohen Produktivität anzugeben.Around Overcoming the problems described above is a primary object the present invention therein, a method of manufacture of a granular rare earth alloy powder that have good fluidity and has good pressability and the production of a magnet with excellent magnetic properties, as well as a process for producing a high quality sintered body from a rare earth alloy with high productivity.
Ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Stufen: Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers; Erzeugung einer remanenten Magnetisierung in dem Pulver; und Granulieren des Pulvers durch Ausnutzung einer Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung des Pulvers erzeugt wird, um dadurch den vorstehend beschriebenen Gegenstand zu erhalten.On Process for producing a granulated rare earth alloy powder according to the present Invention comprises the following stages: manufacture of a rare earth alloy powder; Generation of residual magnetization in the powder; and granulating of the powder by exploiting an agglomeration force caused by the remanent magnetization of the powder is generated to thereby to obtain the subject described above.
Die Stufe der Granulierung umfasst vorzugsweise die Stufe der Zuführung einer kinetischen Energie zu den Teilchen des Pulvers und die Teilchen wachsen vorzugsweise unter der Einwirkung eines Tumbling-Effekts, der durch die kinetische Energie erzeugt wird, unter einem magnetischen Feld von im Wesentlichen Null.The The granulation stage preferably comprises the stage of feeding one kinetic energy to the particles of the powder and the particles preferably grow under the influence of a tumbling effect, which is generated by the kinetic energy, under a magnetic Essentially zero field.
Das Verfahren kann die folgenden Stufen umfassen: Herstellung des Pulvers mit einer remanenten Magnetisierung in einem Behälter; und Zufuhr einer kinetischen Energie zu den Pulverteilchen unter einem magnetischen Feld von im Wesentlichen Null in dem Behälter. Alternativ kann das Verfahren die folgenden Stufen umfassen: Herstellung des Pulvers in einem Behälter; Erzeugung einer remanenten Magnetisierung in dem Pulver in dem Behälter durch Anle gen eines magnetischen Feldes an das Pulver; und Zuführung von kinetischer Energie zu den Pulverteilchen mit der remanenten Magnetisierung unter einem magnetischen Feld von im Wesentlichen Null in dem Behälter.The Process can include the following stages: Preparation of the powder with a remanent magnetization in a container; and delivery of a kinetic Energy to the powder particles under a magnetic field of essentially zero in the container. Alternatively, the process can include the following steps: Manufacturing the powder in a container; Generation of a remanent magnetization in the powder in the container Applying a magnetic field to the powder; and feeding of kinetic energy to the powder particles with the remanent magnetization under a substantially zero magnetic field in the container.
Das Verfahren kann ferner eine Stufe der Zugabe eines Granulierungsmittels zu dem Pulver umfassen. Alternativ kann das Verfahren ferner eine Stufe der Nichtzugabe eines Granulierungsmittels zu dem Pulver umfassen.The The method may further include a step of adding a granulating agent to include the powder. Alternatively, the method can also be a Include the step of not adding a granulating agent to the powder.
Die Stufe der Erzeugung einer remanenten Magnetisierung in dem Pulver umfasst vorzugsweise die Stufe des Anlegens eines demagnetisierenden Wechselfeldes.The Stage of generation of residual magnetization in the powder preferably comprises the step of applying a demagnetizing Alternating field.
Diese Seltenerdmetall-Legierung ist vorzugsweise eine Legierung auf R-Fe-B-Basis, die 2 Massenprozent oder mehr Dy, 1 Massenprozent oder mehr Tb oder 1 Massenprozent oder mehr Dy und Tb enthält.This Rare earth metal alloy is preferably an alloy based on R-Fe-B, which is 2 mass percent or more Dy, 1 mass percent or more Tb or 1 mass percent or contains more Dy and Tb.
Das Pulver hat vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm bis 6 μm.The Powder preferably has an average particle size of 1.5 μm to 6 μm.
Die Granulierstufe umfasst vorzugsweise eine Stufe zur Herstellung eines granulierten Pulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05 mm bis 3,0 mm.The The granulating stage preferably comprises a stage for producing a granulated powder with an average particle size of 0.05 mm to 3.0 mm.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einer Seltenerdmetall-Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Stufen: Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren; Füllen eines Hohlraums mit einem Seltenerdmetall-Legierungspulver, welches das granulierte Pulver umfasst, ohne Anlegen eines demagnetisierenden magnetischen Feldes an das granulierte Pulver; Herstellung eines Presslings durch Pressen des Seltenerdmetall-Legierungspulvers, welches das granulierte Pulver umfasst, unter einem daran angelegten ausrichtenden magnetischen Feld; und Sintern des Presslings, um dadurch den vorstehend beschriebenen Gegenstand zu erhalten.On A method of manufacturing a rare earth alloy sintered body according to the present invention Invention comprises the following stages: Preparation of a granular Rare earth alloy powder according to one of the above Method; To fill a cavity with a rare earth alloy powder, which comprises the granulated powder without applying a demagnetizing magnetic Field to the granulated powder; Production of a compact by Pressing the rare earth alloy powder, which comprises the granulated powder under an applied thereon aligning magnetic field; and sintering the compact to thereby obtaining the object described above.
Ein erfindungsgemäßes granuliertes Seltenerdmetall-Legierungspulver ist dadurch charakterisiert, dass es ein Seltenerdmetall-Legierungspulver mit einer remanenten Magnetisierung und einer mittleren Teilchengröße von 1,5 μm bis 6 μm umfasst, eine mittlere Teilchengröße von 0,05 mm bis 3,0 mm hat und mittels einer Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung erzeugt worden ist, gebunden (gekoppelt) ist.On granulated according to the invention Rare earth metal alloy powder is characterized in that it is a rare earth alloy powder with a remanent magnetization and has an average particle size of 1.5 μm to 6 μm, an average particle size of 0.05 mm to 3.0 mm and by means of an agglomeration force which by the remanent magnetization has been generated, is bound (coupled).
Ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen umfasst:
- (a) Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers mit einer remanenten Magnetisierung in einem Behälter durch Anordnen des Pulvers auf einer Basisplatte, die für Luft durchlässig ist;
- (b) Erzeugung eines ersten Gasstromes in dem Behälter, sodass der erste Gasstrom, ausgehend von unterhalb der Basisplatte, nach oben strömt;
- (c) Zuführung einer kinetischen Energie zu den Pulverteilchen mittels des ersten Gasstroms, um dadurch das Pulver zu granulieren unter einem magnetischen Feld, das im Wesentlichen Null beträgt, durch Ausnutzung einer Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung des Pulvers erzeugt worden ist und eines Tumbling-Effekts, der durch die kinetische Energie erzeugt worden ist;
- (d) Erzeugung eines zweiten Gasstromes in dem Behälter, sodass der zweite Gasstrom, ausgehend von oberhalb der Basisplatte, nach unten strömt; und
- (e) Bildung einer Pulverschicht aus dem Pulver auf der Basisplatte und Komprimieren der Pulverschicht mit dem zweiten Gasstrom.
- (a) producing a rare earth alloy powder with a remanent magnetization in a container by placing the powder on a base plate which is permeable to air;
- (b) generating a first gas stream in the container such that the first gas stream flows upward from below the base plate;
- (c) supplying kinetic energy to the powder particles by means of the first gas stream, to thereby granulate the powder under a substantially zero magnetic field by utilizing an agglomeration force generated by the remanent magnetization of the powder and tumbling -Effect created by kinetic energy;
- (d) generating a second gas stream in the container so that the second gas stream flows downward from above the base plate; and
- (e) Forming a powder layer from the powder on the base plate and compressing the powder layer with the second gas stream.
Das Verfahren ist außerdem dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Stufe (d) und mindestens eines Teil der Stufe (b) gleichzeitig durchgeführt werden, um dadurch den vorstehend beschriebenen Gegenstand herzustellen.The Procedure is also characterized in that at least part of stage (d) and at least part of stage (b) are carried out simultaneously, to thereby produce the article described above.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Zeitraum, innerhalb dessen die Stufen (d) und (b) gleichzeitig durchgeführt werden, einen Zeitraum, innerhalb dessen die Strömungsrate des ersten Gasstromes vermindert wird, während diejenige des zweiten Gasstromes erhöht wird.at a preferred embodiment includes the period within which stages (d) and (b) are simultaneous carried out are a period of time within which the flow rate of the first gas stream is reduced will while that of the second gas stream is increased.
Die Stufe (a) kann die Stufen einer Einführung eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers ohne remanente Magnetisierung in den Behälter und die Erzeugung einer remanenten Magnetisierung in dem Pulver, das keine remanente Magnetisierung aufweist und in den Behälter eingefüllt worden ist, umfassen durch Anlegen eines magnetischen Feldes an das Pulver. Alternativ kann die Stufe (a) die Stufen der Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers mit einer remanenten Magnetisierung und des Einfüllens des Pulvers mit der remanenten Magnetisierung in den Behälter umfassen.The Step (a) may include the steps of introducing a rare earth alloy powder without retentive magnetization in the container and the generation of one remanent magnetization in the powder that has no remanent magnetization has and in the container filled has been applied by applying a magnetic field the powder. Alternatively, stage (a) can be the stages of manufacture of a rare earth alloy powder with a remanent magnetization and filling of the powder with the remanent magnetization in the container.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Stufen (b), (c), (d) und (e) wiederholt in dieser Reihenfolge mehrmals durchgeführt.at a preferred embodiment steps (b), (c), (d) and (e) are repeated in this order performed several times.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner eine Stufe (f) umfassen, bei der der erste Gasstrom, abgestoppt wird, während der zweite Gasstrom erzeugt wird und dann der zweite Gasstrom abgestoppt wird, während der erste Gasstrom erneut erzeugt wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit, welche die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des ersten Gasstroms in der Stufe (c) übersteigt, wodurch die Pulverschicht, die auf die Basisplatte aufgebracht worden ist, zerkleinert wird. Die Stufe (f) kann mindestens einmal nach der Stufe (e) durchgeführt werden, während die Stufen (b) bis (e) wiederholt durchgeführt werden.at another preferred embodiment the method may further comprise a step (f) in which the first Gas flow being stopped while the second gas stream is generated and then the second gas stream is stopped will while the first gas stream is generated again at a flow rate, which is the average flow rate of the first gas stream in step (c), whereby the powder layer, which has been applied to the base plate is crushed. Step (f) can be carried out at least once after step (e), while steps (b) to (e) are carried out repeatedly.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Seltenerdmetall-Legierung eine Legierung auf R-Fe-B-Basis.at another preferred embodiment is the rare earth metal alloy based on R-Fe-B.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat das Pulver eine mittlere Teilchengröße von 1,5 μm bis 6 μm.at a further preferred embodiment the powder has an average particle size of 1.5 μm to 6 μm.
Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Verfahren ein granuliertes Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,05 mm bis 3,0 mm hergestellt.at yet another preferred embodiment is according to the method a granulated powder with an average particle size of 0.05 mm to 3.0 mm.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungssinterkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen umfasst: Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren; Füllen eines Hohlraums mit einem Seltenerdmetall-Legierungspulver, welches das granulierte Pulver umfasst, ohne Anlegen eines demagnetisierenden magnetischen Feldes an das granulierte Pulver; Herstellung eines Presslings durch Pressen des Seltenerdmetall-Legierungspulvers, welches das granulierte Pulver umfasst, unter Anlegen eines ausrichtenden magnetischen Feldes daran; und Sintern des Presslings.A method for producing a rare earth alloy sintered body according to the present invention is characterized in that it comprises the following steps: producing a granulated rare earth alloy powder according to one of the methods described above; Filling a hollow space with a rare earth alloy powder comprising the granulated powder without applying a demagnetizing magnetic field to the granulated powder; Producing a compact by pressing the rare earth alloy powder comprising the granulated powder with an aligning magnetic field applied thereto; and sintering the compact.
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: einen Behälter, der eine Basisplatte für die Aufnahme eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers aufweist; einen ersten Kanal, der mit dem Behälter in Verbindung steht zur Herstellung eines ersten Gasstroms, der von unterhalb der Basisplatte nach oben strömt, in dem Behälter; und einen zweiten Kanal, der mit dem Behälter in Verbindung steht zur Erzeugung eines zweiten Gasstromes, der von oberhalb der Basisplatte nach unten strömt, in dem Behälter.A Device for producing a granulated rare earth alloy powder according to the invention is characterized in that it comprises: a container which a base plate for includes the inclusion of a rare earth alloy powder; a first Channel that with the container is connected to the production of a first gas stream, the flows from below the base plate upwards in the container; and a second channel that communicates with the container Generation of a second gas stream from above the base plate flows down, in the container.
Die Vorrichtung ist außerdem dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Kanal unabhängig voneinander mit dem Behälter in Verbindung stehen, wodurch das weiter oben beschriebene Ziel erreicht wird.The Device is as well characterized in that the first and second channels are independent of each other with the container are related, thereby accomplishing the goal described above is achieved.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise ferner eine Temperaturregel-Einrichtung und ein Gebläse innerhalb des ersten Kanals.The The device preferably further comprises a temperature control device and a blower within the first channel.
Die Vorrichtung kann ferner einen Puffertank innerhalb des zweiten Kanals umfassen.The The device may also include a buffer tank within the second channel include.
Die Vorrichtung umfasst ferner vorzugsweise einen Regelschaltkreis, der ein Thermometer zur Messung der Temperatur des Gases in dem Behälter umfasst und den Betrieb des Gebläses mindestens dann stoppt, wenn die gemessene Temperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt.The The device preferably further comprises a control circuit, which is a thermometer for measuring the temperature of the gas in the container includes and the operation of the blower stops at least when the measured temperature reaches a predetermined one Temperature exceeds.
Innerhalb des Behälters wird vorzugsweise ein positiver Druck aufrechterhalten, während die Vorrichtung in Betrieb ist.Within of the container positive pressure is preferably maintained while the Device is in operation.
Die Vorrichtung kann ferner eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes umfassen, das an das Pulver angelegt wird, das auf der Basisplatte angeordnet ist.The The device can also include a device for generating a magnetic Include field that is applied to the powder that is on the base plate is arranged.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Beste Art der Durchführung der ErfindungBest kind the implementation the invention
Nachstehend werden ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Pulvers und ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmetall-Legierungssinterkörpers gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen werden die Merkmale der vorliegenden Erfindung beschrieben in ihrer Anwendung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Sintermagneten aus einem Pulver einer Legierung auf R-Fe-B-Basis, das unter Anwendung eines Bandgießverfahrens hergestellt worden ist, das ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, jedoch eine geringe Fließfähigkeit aufweist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf diese spezifischen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen kann daher auch ein Seltenerdmetall-Legierungspulver verwendet werden, das nach einem anderen Verfahren hergestellt worden ist.A method for producing a granular powder and a method for producing a rare earth alloy sintered body according to preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The features of the present invention are described in the following description of preferred embodiments in their application to a process for producing a sintered magnet from a powder of an R-Fe-B-based alloy which has been produced using a strip casting process and which has excellent magnetic properties but low flowability. However, the present invention is by no means limited to these specific preferred embodiments. Instead, a rare earth alloy powder made by another method can be used instead.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Stufen: Herstellung eines Legierungspulvers auf R-Fe-B-Basis (nachstehend als "Pulvermaterial" oder "Primärteilchen-Pulver" bezeichnet); Erzeugung einer remanenten Magnetisierung in dem Pulvermaterial; Granulieren des Pulvers durch Ausnutzung einer Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung des Pulvermaterials erzeugt worden ist; Herstellung eines Presslings durch Pressen des Legierungspulvers auf R-Fe-B-Basis, welches das granulierte Pulver umfasst, mit einem daran angelegten magnetischen Feld; und Sintern des Presslings. Durch Magnetisieren des resultierenden Sinterkörpers unter Anwendung eines bekannten Verfahrens kann ein Sintermagnet auf R-Fe-B-Basis erhalten werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Magnetisierungsbehandlungsstufe zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach dem Sinterverfahren durchgeführt werden kann. Beispielsweise kann der Verwender des Sintermagneten die Magnetisierungsbehandlungsstufe unmittelbar vor der Verwendung des Sintermagneten durchführen. auch ein nichtmagnetisierter Magnet wird hier als "Sintermagnet" bezeichnet.On Method for producing a sintered body from an alloy R-Fe-B base according to a preferred one embodiment The present invention comprises the following stages: Manufacturing an alloy powder based on R-Fe-B (hereinafter referred to as "powder material" or "primary particle powder"); generation residual magnetization in the powder material; Granulate of the powder by exploiting an agglomeration force caused by the remanent magnetization of the powder material has been generated is; Production of a compact by pressing the alloy powder based on R-Fe-B, which comprises the granulated powder with an applied thereon magnetic field; and sintering the compact. By magnetizing of the resulting sintered body using a known method, a sintered magnet can be obtained on an R-Fe-B basis. It should be noted that the magnetization treatment level at any time can be carried out after the sintering process. For example the user of the sintered magnet has the magnetization treatment step perform immediately before using the sintered magnet. also a non-magnetized magnet is referred to here as a "sintered magnet".
In einem Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Pulver granuliert durch Ausnutzung der Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung des Pulvermaterials erzeugt worden ist. Es ist daher möglich, entweder die Menge an Granulierungsmittel, das zugegeben werden soll, zu verringern oder ein Bindemittel mit einer niedrigeren Bindekraft als ein konventionelles Bindemittel zu verwenden. Außerdem kann sogar die Zugabe des Granulierungsmittels selbst weggelassen werden.In a method for producing a sintered body from an alloy R-Fe-B base according to one preferred embodiment In the present invention, the powder is granulated by using the Agglomeration force caused by the remanent magnetization of the Powder material has been generated. It is therefore possible to either the amount of granulating agent to be added decrease or a binder with a lower binding power to use as a conventional binder. Besides, can even the addition of the granulating agent itself can be omitted.
Nachstehend
werden die Merkmale eines Verfahrens zur Herstellung eines granulierten
Pulvers und eines daraus resultierenden granulierten Pulvers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die
Wie
in
Dieses
granulierte Pulver
Dagegen
kann das granulierte Pulver
Wenn
ein granuliertes Pulver
Im
Gegensatz dazu ist das granulierte Pulver
Ein granuliertes Pulver gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird erhalten durch ein Granulierverfahren, das die Stufen umfasst: Einwirkenlassen einer kinetischen Energie auf die Teilchen eines Pulvermaterials mit einer remanenten Magnetisierung und Wachsenlassen der Teilchen unter dem Einfluss eines Tumbling-Effekts, der durch die zugeführte kinetische Energie erzeugt wird. Gegebenenfalls kann ein Granuliermittel zugegeben werden, falls dies erforderlich ist.On granulated powder according to a preferred embodiment The invention is obtained by a granulation process which Stages include: allowing kinetic energy to act on the Particles of a powder material with a remanent magnetization and allowing the particles to grow under the influence of a tumbling effect, the one supplied by the kinetic energy is generated. If necessary, a granulating agent be added if necessary.
In
einem Verfahren zur Herstellung eines granulierten Pulvers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Stufe der Erzeugung einer remanenten
Magnetisierung in dem Pulvermaterial durchgeführt werden entweder bevor das
Pulvermaterial in den Behälter
einer Granulier-Vorrichtung (d. h. in einen Granulier-Behälter) eingefüllt worden
ist oder nachdem Pulvermaterial in dem Behälter hergestellt (oder in diesen
eingefüllt)
worden ist. Die Primärteilchen
Das magnetische Feld, das angelegt werden soll, um eine remanente Magnetisierung zu erzeugen, kann irgendeines von verschiedenen magnetischen Feldern sein. Da die Primärteilchen eine geringe remanente Magnetisierung aufweisen können, wird vorzugsweise ein demagnetisierendes Wechselfeld angewendet. Das magnetische Feld zur Erzeugung einer remanenten Magnetisierung muss jedoch kein solches demagnetisierendes Wechselfeld sein, sondern kann auch ein gleichförmiges demagnetisierendes Feld, ein anderer Typ eines Impuls-Magnetfeldes oder ein statisches Magnetfeld sein.The magnetic field to be applied to a remanent magnetization can generate any of various magnetic fields his. Because the primary particles may have a low remanent magnetization preferably a demagnetizing alternating field is used. The magnetic field to generate a remanent magnetization must however, it should not be such a demagnetizing alternating field, but can also be a uniform demagnetizing field, another type of pulse magnetic field or be a static magnetic field.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch nach der Erzeugung einer remanenten Magnetisierung ein Pulvermaterial mit einer niedrigen Koerzitivkraft die Magnetisierung und die Gestalt des granulierten Pulvers verlieren kann, bevor das fertige granulierte Pulver erhalten wird. Aus diesem Grund weist das Pulvermaterial vorzugsweise eine verhältnismäßig hohe Koerzitivkraft auf. Insbesondere dann, wenn der Wert der Koerzitivkraft eines Pulvermaterials, das in einem Behälter so eingefüllt worden ist, dass es eine Tap-Dichte von 2,0 g/cm3 aufweist, durch einen BH-Tracer gemessen wird als scheinbare Koerzitivkraft des Pulvermaterials, weist das Pulvermaterial vorzugsweise eine Koerzitivkraft bzw. -feldstärke von mindestens 70 kA/m, besonders bevorzugt von 80 kA/m oder mehr auf. Beispielsweise enthält eine Legierung auf R-Fe-B-Basis vorzugsweise mindestens 2 Massenprozent Dy und mindestens 1 Massenprozent Tb oder mindestens 1 Massenprozent Dy und Tb in Kombination.It should be noted that even after a residual magnetization is generated, a powder material with a low coercive force may lose the magnetization and shape of the granulated powder before the finished granulated powder is obtained. For this reason, the powder material preferably has a relatively high coercive force. Particularly when the value of the coercive force of a powder material which has been filled in a container so that it has a tap density of 2.0 g / cm 3 is measured by a BH tracer as the apparent coercive force of the powder material the powder material preferably has a coercive force or field strength of at least 70 kA / m, particularly preferably of 80 kA / m or more. For example, an alloy based on R-Fe-B preferably contains at least 2% by mass of Dy and at least 1% by mass of Tb or at least 1% by mass of Dy and Tb in combination.
Im Hinblick auf die Fließfähigkeit und die Pressbarkeit besteht das Legierungspulver auf R-Fe-B-Basis, das gepresst und verdichtet werden soll, vorzugsweise nur aus dem wie vorstehend beschrieben hergestellten granulierten Pulver. Alternativ kann auch eine Mischung aus dem granulierten Pulver und dem Pulvermaterial (d. h. dem Pulver aus Primärteilchen) verwendet werden. Da jedoch der Prozentsatz des Pulvermaterials zunimmt, nimmt die Fließfähigkeit ab. Um die Fließfähigkeit mit ausreichender Wirksamkeit durch das Granulieren zu verbessern, besteht das Legierungspulver vorzugsweise im Wesentlichen nur aus dem granulierten Pulver. Wenn die Mischung aus dem Pulvermaterial und dem granulierten Pulver verwendet wird, ist außerdem die Oberfläche der Pulvermaterial-Teilchen vorzugsweise mit einem Gleitmittel beschichtet. Durch Beschichten der Oberfläche der Primärteilchen mit einem Gleitmittel kann die Fließfähigkeit des Pulvers auf R-Fe-B-Basis verbessert werden und gleichzeitig kann auch seine Oxidation verhindert werden. Außerdem können beim Pressen des Pulvers in einem magnetischen Feld auch die Pulverteilchen leichter ausgerichtet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht nur ein Pulver, das im Wesentlichen nur aus einer Seltenerdmetall-Legierung besteht (möglicher weise mit einer Oberflächenoxid-Schicht), sondern auch ein Pulver, das ein Granuliermittel und/oder ein Gleitmittel sowie das Seltenerdmetall-Legierungspulver enthält und einem Verdichtungsverfahren unterworfen worden ist, hier als "Seltenerdmetall-Legierungspulver" bezeichnet wird.in the In terms of fluidity and the pressability is the R-Fe-B-based alloy powder that should be pressed and compressed, preferably only from the like granular powder prepared as described above. alternative can also be a mixture of the granulated powder and the powder material (i.e. H. the powder from primary particles) be used. However, since the percentage of powder material increases, the fluidity decreases from. To flow with sufficient effectiveness to improve by granulating, the alloy powder preferably consists essentially only of the granulated powder. If the mixture of the powder material and the granulated powder is also used surface the powder material particles are preferably coated with a lubricant. By coating the surface of the primary particles with a lubricant, the flowability of the R-Fe-B-based powder can be improved and its oxidation can be prevented at the same time. Moreover can when the powder is pressed in a magnetic field also the powder particles be more easily aligned. It should be noted that not only a powder consisting essentially of a rare earth alloy (possibly with a surface oxide layer), but also a powder that is a granulating agent and / or a lubricant and contains the rare earth alloy powder and subjected to a compression process has been referred to herein as "rare earth alloy powder".
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten aus einem Sinterkörper aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Stufe für Stufe beschrieben.below describes a method for producing a magnet from a sintered body an R-Fe-B based alloy according to a preferred embodiment of the present invention described step by step.
Zuerst
werden Flocken (Lamellen) aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis unter
Anwendung eines Bandgießverfahrens
hergestellt (vgl. beispielsweise das US-Patent Nr.
Diese geschmolzene Legierung wird bei 1 350°C gehalten und dann auf einer einzelnen Walze unter solchen Bedingungen schnell abgeschreckt, die umfassen eine Walzenumfangsgeschwindigkeit von etwa 1 m/s, eine Abkühlungsgeschwindigkeit von 500°C/s und eine Abkühlung auf unter 200°C, wodurch Legierungsflocken (Legierungslamellen) mit einer Dicke von 0,3 mm erhalten werden. Durch Dekrepitation dieser Legierungsflocken durch ein Wasserstoffeinschluss-Verfahren wird ein grobes Legierungspulver erhalten. Dann wird dieses grobe Legierungspulver mittels einer Strahlmühle innerhalb einer Stickstoffgasatmosphäre fein pulverisiert, wodurch man ein Legierungspulver (d. h. Pulvermaterial) mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 μm bis 6 μm und einer spezifischen Oberflächengröße von etwa 0,45 m2/g bis etwa 0,55 m2/g, gemessen nach dem BET-Verfahren, erhält. Dieses Pulvermaterial hat eine wahre Dichte von 7,5 g/cm3.This molten alloy is held at 1,350 ° C and then rapidly quenched on a single roll under conditions including a roll circumferential speed of about 1 m / s, a cooling rate of 500 ° C / s, and a cooling to below 200 ° C, whereby alloy flakes with a thickness of 0.3 mm are obtained. A coarse alloy powder is obtained by decrepitation of these alloy flakes using a hydrogen inclusion process. Then this coarse alloy powder is finely pulverized by means of a jet mill within a nitrogen gas atmosphere, whereby an alloy powder (ie powder material) with an average particle size of 1.5 μm is obtained to 6 microns and a specific surface area of about 0.45 m 2 / g to about 0.55 m 2 / g, measured by the BET method. This powder material has a true density of 7.5 g / cm 3 .
Danach wird eine remanente Magnetisierung in dem auf diese Weise erhaltenen Pulvermaterial erzeugt. In diesem Beispiel wird ein demagnetisierendes Wechselfeld mit einem Spitzenwert des magnetischen Feldes von 1,0 T daran angelegt.After that becomes a remanent magnetization in the thus obtained Powder material generated. In this example, a demagnetizing Alternating field with a peak magnetic field of 1.0 T applied to it.
Anschließend wird das Pulvermaterial mit der remanenten Magnetisierung granuliert. In diesem Beispiel wird eine Fließbett-Granuliertechnik angewendet. Bei der Fließbett- bzw. Wirbelbett-Granuliertechnik kann ein granuliertes Pulver mit einer quasi-kugelförmigen Gestalt und mit einer ausreichenden Härte erhalten werden. Wenn das granulierte Pulver eine solche nahezu kugelförmige Gestalt hat, können ein ausgezeichnetes Fließvermögen und eine ausgezeichnete Pressbarkeit erzielt werden. Außerdem ist die Härte des granulierten Pulvers mit dem Granuliermittel veränderbar. Es treten jedoch Nachteile auf, wenn das granulierte Pulver zu hart ist oder zu weich ist, wie vorstehend beschrieben.Then will granulated the powder material with the remanent magnetization. In this example, a fluid bed granulation technique is used. With the fluid bed or fluidized bed granulation technology can be used with a granulated powder a quasi-spherical one Shape and be obtained with sufficient hardness. If that granulated powder having such an almost spherical shape can be a excellent fluidity and excellent pressability can be achieved. Besides, is the hardness the granulated powder can be changed with the granulating agent. However, there are disadvantages if the granulated powder is too hard is or is too soft, as described above.
Eine
bekannte Granulier-Vorrichtung 20 zum Granulieren eines Pulvers
unter Anwendung des Fließbett-
bzw. Wirbelbett-Granulierverfahrens ist in der
Zuerst
wird eine normale Fluidisierung in dem Flüssigkeits-Behälter
In
dem konventionellen Fließbett-Granulierverfahren
werden die Stufe der Fluidisierung eines Pulvers mit einem aufwärts gerichteten
Gasstrom in einem Behälter
(auch als "Ausrichtung
des Pulverstroms" bezeichnet)
(d. h. die Fluidisierungsverfahrensstufe) und die Stufe zum Pressen
einer Pulverschicht durch einen nach unten gerichteten Gasstrom
(d. h. die Konsolidierungsverfahrensstufe) getrennt durchgeführt. Beispielsweise ist
die in dem japanischen Patent Nr.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nun gefunden und durch Versuche bestätigt, dass ein granulierte Seltenerdmetall-Legierungspulver auf wirksamere Weise hergestellt werden kann durch Einführung des ersten Gasstromes zur Durchführung der Fluidisierungs-Verfahrensstufe gleichzeitig mit dem Einführen des zweiten Gasstromes zur Durchführung der Konsolidierungsverfahrensstufe in den Behälter.The Inventors of the present invention have now found and through Tests confirmed that a granular rare earth alloy powder to more effective Can be produced by introducing the first gas stream to carry out the fluidization process stage simultaneously with the introduction of the second gas flow for implementation the consolidation process stage in the container.
Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Seltenerdmetall-Legierung ein verhältnismäßig hohes absolutes spezifisches Gewicht von 7,5 g/cm3 hat und/oder darauf, dass das granulierte Pulver durch Verwendung einer verhältnismäßig schwachen Kraft, wie z. B. durch remanente Magnetisierung erzeugt wird. Dies ergab sich aus den Versuchsergebnissen, wonach dann, wenn kein Bindemittel verwendet wurde, die Produktionsausbeute an granuliertem Pulver abnahm, es sei denn, dass die Konsolidierungsverfahrensstufe durchgeführt wurde, nachdem der erste und der zweite Gasstrom innerhalb des gleichen Behälters vorhanden waren, dass jedoch dann, wenn ein Bindemittel verwendet wurde, kein Unterschied zwischen dem konventionellen und dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt wurde. Es ist nicht ganz klar, warum das granulierte Pulver wirksamer hergestellt werden kann, wenn der erste und der zweite Gasstrom gleichzeitig vorhanden sind.This is believed to be due to the rare earth alloy having a relatively high absolute specific gravity of 7.5 g / cm 3 and / or the granulated powder being used by using a relatively weak force such as e.g. B. is generated by remanent magnetization. This resulted from the experimental results that, if no binder was used, the granular powder production yield decreased unless the consolidation process step was performed after the first and second gas streams were present within the same container, but then If a binder was used, no difference between the conventional and the inventive method was found. It is not entirely clear why the granulated powder can be made more effectively when the first and second gas streams are present at the same time.
Nachstehend
werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines
granulierten Pulvers gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf die
In
der
Die
in der
Der
Behälter
Dem
Seltenerdmetall-Legierungspulver, das auf der Bodenplatte
Der
ersten Kanal
Wenn das Seltenerdmetall-Legierungspulver eine übermäßig hohe Temperatur hat, dann nehmen auch die Koerzitivkraft bzw. -Feldstärke und die Agglomerationskraft des Pulvers so stark ab, dass nicht leicht ein granuliertes Pulver hergestellt werden kann. Um diese Situation zu vermeiden und/oder die Oxidation des Seltenerdmetall-Legierungspulvers zu minimieren, wird die Gastemperatur vorzugsweise so eingestellt, dass sie innerhalb des Bereiches von 10°C bis 40 °C, besonders bevorzugte innerhalb des Bereiches von 20°C bis 30°C, liegt. Gegebenenfalls kann auch eine Feuchtigkeits-Kontrolleinrichtung zur Entfernung von Wasser aus dem Gas vorgesehen sein, falls dies erforderlich ist.If then the rare earth alloy powder has an excessively high temperature also take the coercive force or field strength and the agglomeration force of the powder so strong that not easily a granulated powder can be manufactured. To avoid this situation and / or to minimize the oxidation of the rare earth alloy powder, the gas temperature is preferably set to within the range of 10 ° C up to 40 ° C, particularly preferred is within the range of 20 ° C to 30 ° C. If necessary, a moisture control device be provided for removing water from the gas if so is required.
Das
Gebläse
Der
zweite Kanal
Beide
Enden des ersten Kanals
Außerdem ist
das Seltenerdmetall-Legierungspulver leicht oxidierbar. Wenn die
Temperatur des Seltenerdmetall-Legierungspulvers ungewöhnlich stark
ansteigt, könnte
daher dann das Seltenerdmetall-Legierungspulver sogar explodieren.
Aus diesem Grund ist im Innern des Behälters
In
dem Behälter
Die
Vorrichtung
Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf die
Zuerst
wird unter Bezugnahme auf die
Wenn
das Gefäß
Wenn
die Strömungsgeschwindigkeit
des ersten Gasstromes a für
eine vorgegebene Zeitspanne (beispielsweise etwa 20 min) im Wesentlichen
konstant gehalten wird, werden die Ventile
Wie
vorstehend beschrieben, wird dann, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des zweiten
Gasstromes b allmählich
erhöht
wird, während
die Strömungsge schwindigkeit
des ersten Gasstromes a allmählich
abnimmt, das granulierte Pulver niemals zu Stücken zerbrochen als Folge des
Aufpralls, wenn es beim Herunterfallen auf die Bodenplatte
Durch
Wiederholung des in
Jedoch
kann lediglich durch Wiederholung des Zyklus, wie in
Nachstehend
werden die Verfahrensstufen, die ab dem Punkt b1' durchgeführt werden,
wie in
Mit
der Erzeugung des zweiten Gasstromes b wird begonnen (bei einer
Strömungsgeschwindigkeit
b1' am
Startpunkt), wie vorstehend beschrieben. Bevor die Strömungsgeschwindigkeit
des zweiten Gasstromes b ihre Gleichgewichts- Strömungsgeschwindigkeit
b2' erreicht
hat, beginnt die Strömungsgeschwindigkeit
des ersten Gasstromes a abzunehmen (ab einer Strömungsgeschwindigkeit a2' am
Startpunkt). Danach werden die Ventile
In
dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird der erste Gasstrom a
mit der Strömungsgeschwindigkeit
a0' erzeugt
durch Betätigen
der Ventile
Wenn
die Größe eines
granulierten Pulvers, das durch Ausnutzung der remanente Magnetisierung
gebildet werden soll, einen bestimmten Wert erreicht hat, dann wird
ein geschlossener magnetischer Kreis erzeugt und die magnetische
Anziehung zwischen den Teilchen des granulierten Pulvers nimmt ab.
In diesem Fall ist der in
Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn ein solches Pulvermaterial mit einer remanenten Magnetisierung verwendet wird, ein vorgegebenes granuliertes Pulver innerhalb einer kürzeren Zeit erhalten werden kann (z. B. in der Hälfte der Zeit) als in einer Situation, in der ein Pulvermaterial ohne remanente Magnetisierung verwendet wird. Es wird angenommen, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass dann, wenn ein solches Pulvermaterial mit einer remanenten Magnetisierung verwendet wird, der Keim zur Bildung des granulierten Pulvers leicht erzeugt wird durch die magnetische Agglomerationskraft zwischen den Primärteilchen.It it should be noted that if such a powder material is used with a retentive magnetization, a given one granulated powder can be obtained in a shorter time (e.g. in half time) than in a situation where a powder material without remanent magnetization is used. It is believed that this is because that if such a powder material with a remanent Magnetization is used, the seed to form the granulated powder is easily generated by the magnetic agglomeration force between the primary particles.
Das granulierte Pulver hat vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von 0,05 mm bis 3,0 mm. Ein normales granuliertes Pulver umfasst einige wenige Primärteilchen und eine sehr große Anzahl von tertiären und anderen Teilchen höherer Ordnung. Die mittlere Teilchengröße der sekundären Teilchen kann als eine solche angesehen werden, die im Wesentlichen die mittlere Teilchengröße des granulierten Pulvers repräsentiert. In diesem Beispiel wird die mittlere Teilchengröße der sekundären Teilchen, die durch ein Mikroskop ermittelt wird, als mittlere Teilchengröße des granulierten Pulvers verwendet. Wenn das granulierte Pulver eine mitllere Teilchengröße von < 0,05 mm hat, dann kann das Fließvermögen nicht so signifikant verbessert werden und ein gleichförmiger Pressling mit einer ausreichenden Dichte ist kaum zu erhalten. Wenn jedoch das granulierte Pulver eine mittlere Teilchengröße von > 3 mm hat, dann nimmt das Raumfüllungsvermögen ab und es ist ebenfalls ein gleichförmiger Pressling mit einer ausreichenden Dichte kaum zu erhalten. Das granulierte Pulver hat besonders bevorzugt eine mittlere Teilchengröße von 0,1 mm bis 2,0 mm.The Granulated powder preferably has an average particle size of 0.05 mm to 3.0 mm. A normal granulated powder contains a few primary and a very big one Number of tertiary and other particles higher Order. The average particle size of the secondary particles can be viewed as being essentially the middle one Particle size of the granulated Powder represents. In this example, the average particle size of the secondary particles, which is determined by a microscope, as the average particle size of the granulated Powder used. If the granulated powder has an average particle size of <0.05 mm, then can not flow so significantly improved and a uniform compact with one sufficient density can hardly be obtained. However, if the granulated powder has an average particle size of> 3 mm, then takes the room filling capacity from and it is also a uniform one Hardly obtainable compact with a sufficient density. The granular Powder particularly preferably has an average particle size of 0.1 mm to 2.0 mm.
Danach wird ein Pressling hergestellt durch Pressen und Verdichten des auf diese Weise erhaltenen granulierten Pulvers. In diesem Beispiel wird ein Pressling hergestellt nur aus dem granulierten Pulver. Das Verdichtungsverfahren kann mit einer bekannten Pressvorrichtung durchgeführt werden. In der Regel wird eine uniaxiale Pressvorrichtung zum Pressen eines Pulvers in einen Form-Hohlraum (oder in ein Form-Loch) mit oberen und unteren Stempeln verwendet. Das granulierte Pulver kann portionsweise mit einem sehr luftdichten Behälter transportiert werden, der beispielsweise mit einem Stickstoffgas gefüllt ist oder mit einem Stickstoffgas versorgt wird.After that a compact is produced by pressing and compacting the granulated powder thus obtained. In this example a compact is made only from the granulated powder. The compression process can be carried out using a known pressing device carried out become. As a rule, a uniaxial pressing device is used for pressing a powder into a mold cavity (or in a form hole) used with upper and lower stamps. The granulated powder can be transported in portions with a very airtight container be filled, for example, with a nitrogen gas or is supplied with a nitrogen gas.
Das
granulierte Pulver wird in den Form-Hohlraum einer uniaxialen Pressvorrichtung
eingefüllt.
Die Stufe der Einfüllung
des granulierten Pulvers in den Hohlraum kann entweder mit einem
Sieb oder mit einer Beschickungsbox durchgeführt werden, wie in der japanischen
Patent-Gazette für
Einsprüche
Nr.
Insbesondere bei der Herstellung eines kleinen Presslings wird das granulierte Pulver vorzugsweise in einer solchen Menge in den Hohlraum eingefüllt, die dem Volumeninhalt des Hohlraums entspricht. Beispielsweise kann eine Beschickungsbox mit einer Öffnung am Boden über den Hohlraum transportiert werden, um so das granulierte Pulver unter der Einwirkung der Schwerkraft (d. h. von selbst) hineinfallen zu lassen, und dann wird der Überschuss des granulierten Pulvers, der über den Hohlraum überläuft, abgestreift. Auf diese Weise kann eine vorgegebene Menge granuliertes Pulver verhältnismäßig gleichmäßig eingefüllt werden. Es ist natürlich möglich, das granulierte Pulver getrennt zu bestimmen und es dann beispielsweise mit einem Trichter in den Hohlraum einzufüllen.In particular in the production of a small compact, it is granulated Powder preferably filled into the cavity in such an amount that corresponds to the volume of the cavity. For example a loading box with an opening on the ground above the cavity to be transported so the granulated powder falling under the influence of gravity (i.e. by itself) to let, and then the excess of the granulated powder, which over overflows the cavity, stripped. In this way, a given amount of granulated powder be filled in relatively evenly. It is natural possible, to determine the granulated powder separately and then, for example fill with a funnel into the cavity.
Nachdem der Hohlraum mit dem granulierten Pulver auf diese Weise gefüllt worden ist, wird der obere Stempel der uniaxialen Pressen-Vorrichtung abgesenkt, um die Hohlraum-Öffnung zu verschließen. Dann wird ein ausrichtendes magnetisches Feld daran angelegt, wodurch das granulierte Pulver zu Primärteilchen zerbricht und die Primärteilchen mit dem angelegten magnetischen Feld ausgerichtet werden. Das granulierte Pulver dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann so wie beabsichtigt bei einem verhältnismäßig schwachen magnetischen Feld von 0,1 T bis 0,8 T zu Primärteilchen zerlegt werden. Um jedoch einen ausreichenden Grad von Ausrichtung zu erzielen, wird vorzugsweise ein magnetisches Feld von etwa 0,5 T bis etwa 1,5 T angelegt. Die Richtung des magnetischen Feldes kann beispielsweise senkrecht zu der Pressrichtung verlaufen. Das Pulver wird uniaxial zwischen den oberen und unteren Stempeln unter einem Druck von beispielsweise 98 MPa bei angelegtem magnetischen Feld auf diese Weise gepresst. Als Ergebnis kann ein Pressling mit einer relativen Dichte (d. h. mit einem Verhältnis zwischen der Pressdichte und der wahren Dichte) von 0,5 bis 0,7 erhalten werden. Erforderlichenfalls kann die Richtung des magnetischen Feldes parallel zu der Pressrichtung verlaufen.After this the cavity was filled with the granulated powder in this way the upper punch of the uniaxial press device is lowered, around the cavity opening to close. Then an aligning magnetic field is applied to it, causing the granulated powder to primary particles breaks up and the primary particles aligned with the applied magnetic field. The granulated powder this preferred embodiment The present invention can be performed as intended with a relatively weak one magnetic field from 0.1 T to 0.8 T can be broken down into primary particles. Around however, it will achieve a sufficient degree of alignment preferably a magnetic field from about 0.5 T to about 1.5 T created. The direction of the magnetic field can, for example run perpendicular to the pressing direction. The powder becomes uniaxial between the upper and lower stamps under a pressure of, for example 98 MPa pressed in this way with a magnetic field applied. As a result, a compact with a relative density (i.e. with a relationship between the pressing density and the true density) from 0.5 to 0.7 be preserved. If necessary, the direction of the magnetic Field run parallel to the pressing direction.
Danach wird der resultierende Pressling bei einer Temperatur von etwa 1000°C bis etwa 1180°C etwa 1 h bis etwa 6 h lang innerhalb eines Vakuums oder in einer inerten Atmosphäre gesintert. Das granulierte Pulver dieser bevorzugten Ausführungsform enthält entweder überhaupt kein Granulierungsmittel oder eine derart geringe Menge an Granulierungsmittel, dass sie im Wesentlichen als Folge des Sinterverfahrens entfernbar ist. Es besteht somit keine Notwendigkeit, ein getrenntes Bindemittel-Entfernungsverfahren vorzusehen. Es sei darauf hingewiesen, dass ein konventionelles typisches Bindemittel-Entfernungsverfahren bei einer Temperatur von etwa 200°C bis etwa 800°C für etwa 3 h bis zu etwa 6 h innerhalb einer inerten Atmosphäre bei einem Druck von etwa 2 Pa durchgeführt wird.After that the resulting compact is at a temperature of about 1000 ° C to about 1180 ° C about 1 h to about 6 h within a vacuum or in an inert the atmosphere sintered. The granulated powder of this preferred embodiment contains either at all no granulating agent or such a small amount of granulating agent, that it is essentially removable as a result of the sintering process. There is thus no need for a separate binder removal process provided. It should be noted that a conventional typical binder removal process at one temperature of about 200 ° C up to about 800 ° C for about 3 hours to about 6 hours within an inert atmosphere at one pressure of about 2 Pa becomes.
Danach wird der resultierende Sinterkörper einer Alterungbehandlung bei einer Temperatur von etwa 450°C bis etwa 800°C für etwa 1 h bis etwa 8 h unterworfen, wodurch man einen Sintermagneten auf R-Fe-B-Basis erhält. Anschließend wird ein Sintermagnet auf R-Fe-B-Basis fertig bearbeitet als Endprodukt durch Magnetisierung desselben in einer beliebigen Stufe.After that becomes the resulting sintered body an aging treatment at a temperature of about 450 ° C to about 800 ° C for about 1 h to about 8 h, resulting in a sintered magnet based on R-Fe-B receives. Subsequently a sintered magnet based on R-Fe-B is finished as the end product Magnetize it at any stage.
Erfindungsgemäß wird ein granuliertes Pulver mit einer ausgezeichneten Fließfähigkeit und Pressbarkeit wie vorstehend beschrieben verwendet. Das granulierte Pulver kann somit höchst gleichförmig in den Hohlraum eingefüllt werden mit einer minimalen Schwankung der Einfülulmenge. Als Folge davon unterliegen die Masse und die Dimensionen der durch das Pressverfahren erhaltenen Presslinge nur geringfügigen Variationen. Bei den Presslingen tritt kaum eine Rissbildung oder Absplitterung auf.According to the invention granulated powder with excellent flowability and pressability as described above. The granular Powder can be extremely high uniform filled into the cavity with a minimal fluctuation in the filling quantity. As a result, the Mass and dimensions of those obtained by the pressing process Pressings only slightly Variations. There is hardly any cracking or cracking in the pellets Chipping on.
Außerdem werden in dem granulierten Pulver gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform die Primärteilchen im Wesentlichen durch die magnetische Agglomerationskraft zusammengehalten, die durch die remanente Magnetisierung erzeugt wird. Daher kann durch Anlegen eines ausrichtenden Magnetfeldes an das granulierte Pulver dieses in dem gewünschten Umfang zu Primärteilchen zerlegt werden. Der Grad der Ausrichtung der Primärteilchen nimmt daher niemals ab. Ferner kann auch eine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften minimiert werden, die auftreten könnte, wenn der Kohlenstoff des Granuliermittels in dem Sinterkörper verbliebe. Als Folge davon kann ein Sintermagnet mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften erhalten werden. Infolgedessen kann erfindungsgemäß ein qualitativ hochwertiger Sintermagnet aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis mit einer hohen Produktivität hergestellt werden.Also be in the granulated powder according to this preferred embodiment the primary particles held together essentially by the magnetic agglomeration force, generated by the remanent magnetization. Therefore by applying an aligning magnetic field to the granulated Powder this in the desired one Scope to primary particles be disassembled. The degree of alignment of the primary particles therefore never decreases. Furthermore, impairment can also occur of the magnetic properties that could occur if the carbon of the granulating agent would remain in the sintered body. As a result, a sintered magnet with excellent magnetic Properties are obtained. As a result, according to the invention, a qualitative high-quality sintered magnet made of an alloy based on R-Fe-B high productivity getting produced.
BeispieleExamples
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher beschrieben.The The present invention is described in more detail with reference to the following examples.
Es wurde ein Legierungspulver auf R-Fe-B-Basis auf die folgende Weise hergestellt: es wurde eine geschmolzene Legierung hergestellt durch Verwendung einer Ferrobor-Legierung, die elektrolytisches Eisen mit einer Reinheit von 99,9 % enthielt, und unter Verwendung von 19,8 Massenprozent B und Nd und Dy mit einer Reinheit von 99,7% oder mehr als jeweilige Ausgangsmaterialien. Aus dieser geschmolzenen Legierung wurden unter Anwendung eines Bandgießverfahrens Flocken aus einer Legierung auf R-Fe-B-Basis hergestellt, die eine Zusammensetzung aufwies, die 30,0 Massenprozent Nd, 5,0 Massenprozent Dy, 64,0 Massenprozent Fe und 1,0 Massenprozent B enthielt. Diese Legierungsflocken wurden unter Verwendung einer Strahlmühle in einem Inertgas (z. B. in N2-Gas mit einem Gasdruck von 58,8 MPa) fein pulverisiert, wobei ein Pulvermaterial mit einer mittleren Teilchengröße von 3 μm erhalten wurde.An R-Fe-B-based alloy powder was manufactured in the following manner: a molten alloy was manufactured by using a ferroboron alloy containing electrolytic iron with a purity of 99.9% and using 19. 8 mass percent of B and Nd and Dy with a purity of 99.7% or more as the respective raw materials. From this molten alloy, flakes were made from an R-Fe-B-based alloy using a tape casting method, which had a composition comprising 30.0% by mass of Nd, 5.0% by mass of Dy, 64.0% by mass of Fe and 1.0 Mass percent B contained. These alloy flakes were finely pulverized using a jet mill in an inert gas (e.g., in N 2 gas with a gas pressure of 58.8 MPa), whereby a powder material with an average particle size of 3 μm was obtained.
Danach wurde eine remanente Magnetisierung in dem Pulvermaterial dieses spezifischen Beispiels erzeugt durch Anlegen eines demagnetisierenden Wechselfeldes (mit einem Spitzenwert des angelegten magnetischen Feldes von 1,0 T).After that there was a remanent magnetization in the powder material of this specific example generated by applying a demagnetizing Alternating field (with a peak value of the applied magnetic Field of 1.0 T).
Anschließend wurde
ein granuliertes Pulver hergestellt durch Anwendung eines Fließbett-Granulierverfahrens
(unter Verwendung beispielsweise eines Swing-Prozessors, hergestellt von der Firma
Fuji Paudal Co., Ltd.). Zur Herstellung von granulierten Pulvern
gemäß den Beispielen
Nr. 2 und 3 und den Vergleichsbeispielen Nr. 2 und 3 wurden Polybdenum
und Isoparaffin als Granuliermittel verwendet, wie von der Anmelderin der
vorliegenden Anmeldung in der japanischen Patentanmeldung Nr.
Die Tabelle 1 zeigt außerdem die Ruhewinkel der jeweiligen zu pressenden Pulver. Ein Pulver mit einem großen Ruhewinkel weist ein schlechtes Fließvermögen auf. Je kleiner der Ruhewinkel ist, umso besser ist die Fließfähigkeit. Im Vergleichsbeispiel Nr. 1, in dem das Pulvermaterial nicht granuliert wurde, betrug der Ruhewinkel bis zu etwa 52° und das Fließvermögen war schlecht. Im Gegensatz dazu nahm in jedem der Beispiele Nr. 1, 2 und 3 und der Vergleichsbeispiele Nr. 2 und 3, in denen die Pulver granuliert waren, der Ruhe winkel auf weniger als 50° ab. Unter anderem wiesen die zu pressenden Pulver gemäß den Beispielen Nr. 1 und 2 kleinere Ruhewinkel auf und sie hatten ein besseres Fließvermögen als das zu pressende Pulver, welches das Vergleichsbeispiel Nr. 2 darstellt (dem 1 Massenprozent Granuliermittel zugesetzt wurden). Das heißt, daraus ist zu ersehen, dass durch Ausnutzung der remanenten Magnetisierung das Fließvermögen auch dann verbessert werden kann, wenn eine geringere Menge Granuliermittel als die konventionelle Menge zugegeben wird. Es sei darauf hingewiesen, dass im Beispiel Nr. 3 und im Vergleichsbeispiel Nr. 3, in dem das Granuliermittel in einer Menge von 2 Massenprozent zugegeben wurde, kein Unterschied in Bezug auf das Fließvermögen festgestellt wurde.Table 1 also shows the rest angles of the respective powders to be pressed. A powder with a large angle of repose has poor fluidity. The smaller the angle of repose, the better the fluidity. In Comparative Example No. 1, in which the powder material was not granulated, the rest angle was up to about 52 ° and the fluidity was poor. In contrast, in each of Examples Nos. 1, 2 and 3 and Comparative Examples Nos. 2 and 3 in which the powders were granulated, the angle of repose decreased to less than 50 °. Among other things, the powders to be pressed according to Examples Nos. 1 and 2 had smaller angles of repose and had better fluidity than the powder to be pressed, which is Comparative Example No. 2 (to which 1% by mass of granulating agent was added). The This means that it can be seen that by using the remanent magnetization, the fluidity can be improved even if a smaller amount of granulating agent than the conventional amount is added. It should be noted that in Example No. 3 and Comparative Example No. 3 in which the granulating agent was added in an amount of 2% by mass, no difference in the fluidity was found.
Jedes der in der Tabelle 1 angegebenen zu pressenden Pulver wurde in einen Hohlraum mit einer Länge von 20 mm, einer Breite von 15 mm und einer Tiefe von 10 mm eingefüllt unter Anwendung eines Verfahrens, bei dem eine Beschickungsbox wie vorstehend beschrieben verwendet wurde, und dann wurde uniaxial gepresst und verdichtet (unter einem Druck von 98 MPa und unter Anlegen eines ausrichtenden magnetischen Feldes senkrecht zu der Pressrichtung von 0,8 T). Diese Einfüllungs- und Verdichtungspressstufen wurden unter den gleichen Bedingungen für alle erfindungsgemäßen Beispiele und Vergleichsbeispiele durchgeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass Presslinge mit verschiedenen Pressdichten (d. h. Gründichten) erhalten wurden bei sich ändernden Press-Bedingungen.each the powder to be pressed specified in Table 1 was put into a Cavity with a length of 20 mm, a width of 15 mm and a depth of 10 mm filled under Application of a method in which a loading box as above was used, and then uniaxially pressed and compressed (under a pressure of 98 MPa and with the application of a aligning magnetic field perpendicular to the pressing direction of 0.8 T). This filling and compression press stages were under the same conditions for all examples according to the invention and comparative examples. It should be noted that compacts with different densities (i.e. green poems) have been preserved with changing Press conditions.
Die Schwankung (%) in Bezug auf die Masse und die Schwankung (σ) in Bezug auf die Füllungsdichte zwischen den resultierenden Presslingen wurde für das Beispiel Nr. 1 und das Vergleichsbeispiel Nr. 1 abgeschätzt. Die Schwankung in Bezug auf die Masse zwischen den Presslingen wurde nach der Gleichung errechnet {(maximale Masse – minimale Masse)/durchschnittliche Masse (n = 50)} × 100 (%).The Fluctuation (%) in terms of mass and fluctuation (σ) in relation to on the filling density between the resulting compacts were used for Example No. 1 and Comparative Example No. 1 estimated. The fluctuation in terms of mass between the compacts was calculated according to the equation {(maximum mass - minimum mass) / average Mass (n = 50)} × 100 (%).
Außerdem stellt die Schwankung (σ) in Bezug auf die Füllungsdichte die Standardabweichung der Massenverteilung von 50 Presslingen dar. In Beispiel 1 betrug die Schwankung in Bezug auf die Masse zwischen den Presslingen etwa 5% und war somit signifikant geringer als die Schwankung in Bezug auf die Masse von etwa 15% im Vergleichsbeispiel Nr. 1. Diese Tendenz wurde auch beobachtet bei der Schwankung (σ) in Bezug auf die Füllungsdichte. Insbesondere betrug die Schwankung (σ) in Bezug auf die Füllungsdichte in dem Vergleichsbeispiel Nr. 1 etwa 0,33, während die Schwankung (σ) in Bezug auf die Füllungsdichte in dem Beispiel Nr. 1 nur etwa 0,18 betrug. Daraus ist zu ersehen, dass das Fließvermögen durch Granulieren verbessert wurde. Die Pressbarkeit wurde natürlich ebenso durch das Granulieren verbessert. Der Prozentsatz der Rissbildung oder Absplitterung, der in den Presslingen des Beispiel Nr. 1 festgestellt wurde, war viel geringer als in dem Vergleichsbeispiel Nr. 9. Diese durch Granulieren erzielten Effekte wurden auch in den anderen Beispielen bestätigt.Also poses the fluctuation (σ) in terms of filling density is the standard deviation of the mass distribution of 50 compacts. In Example 1, the variation in mass was between the compacts about 5% and was therefore significantly lower than that Mass variation of about 15% in the comparative example No. 1. This tendency was also observed with the fluctuation (σ) in relation on the filling density. In particular, the fluctuation (σ) was in relation to the filling density in Comparative Example No. 1 about 0.33, while the fluctuation (σ) related on the filling density in Example No. 1 was only about 0.18. It can be seen from this that fluidity through Granulation was improved. The pressability was of course the same improved by granulating. The percentage of cracking or chipping found in the compacts of Example No. 1 was much lower than in Comparative Example No. 9. This Effects obtained by granulating were also seen in the other examples approved.
Jeder der resultierenden Presslinge wurde etwa 4 h lang in einer Ar-Atmosphäre bei 1060°C gesintert und dann 1 h lang bei 600°C einer Alterungsbehandlung unterworfen, wodurch ein Sinterkörper erhalten wurde. Danach wurde dieser Sinterkörper weiter magnetisiert bei 2 387 kA/m zur Erzielung eines Sintermagneten. Für jedes der Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung und der Vergleichsbeispiele wurden 50 Proben erhalten.Everyone the resulting compacts were sintered in an Ar atmosphere at 1060 ° C for about 4 hours then at 600 ° C for 1 h subjected to an aging treatment, thereby obtaining a sintered body has been. Then this sintered body was further magnetized 2 387 kA / m to achieve a sintered magnet. For each of the examples according to the present Invention and the comparative examples, 50 samples were obtained.
Die
Wie vorstehend angegeben, wurde durch Herstellung eines granulierten Pulvers unter Ausnutzung der magnetischen Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung der Primärteilchen erzeugt wurde, selbst dann, wenn die Menge des zuzugebenden Granuliermittels herabgesetzt wurde, verglichen mit der Situation, bei der ein granuliertes Pulver hergestellt wurde, unter Ausnutzung der Kupplungskraft des Granuliermittels allein mindestens der gleiche Grad an Fließfähigkeit erzielt. Daher kann ein Sintermagnet, der bessere magnetische Eigenschaften aufweist, mit mindestens der gleichen Produktivität hergestellt werden wie ein konventioneller Sintermagnet. Wenn ein granuliertes Pulver hergestellt wird durch Ausnutzung nur der remanenten Magnetisierung der Primärteilchen, kann außerdem eine Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften im Wesentlichen eliminiert werden.How given above was obtained by producing a granular one Powder using the magnetic agglomeration force that was generated by the remanent magnetization of the primary particles themselves then when the amount of the granulating agent to be added is reduced was compared to the situation where a granulated powder was produced using the coupling force of the granulating agent alone achieved at least the same level of fluidity. Therefore a sintered magnet that has better magnetic properties, with at least the same productivity as a conventional sintered magnet. When a granulated powder is made is exploited only by the remanent magnetization of the primary particles, can also an impairment the magnetic properties are essentially eliminated.
Nachstehend
werden die Beispiele Nr. 4 bis 6 beschrieben, in denen ein granuliertes
Pulver hergestellt wurde unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung
Der
Behälter
Zur
Herstellung von granulierten Pulvern, welche die Beispiele Nr. 5
und 6 repräsentieren,
wurden Polybdenum und Isoparaffin als Granuliermittel verwendet,
wie vom Anmelder der vorliegenden Anmeldung in der japanischen Pa tentanmeldung
Nr.
Wie
aus der Tabelle 2 ersichtlich, wiesen die zu pressenden Pulver,
welche die Beispiele Nr. 4 und 5 repräsentieren, noch kleinere Ruhewinkel
auf als die zu pressenden Pulver, welche die Beispiele Nr. 1 und
2 repräsentieren.
Durch Verwendung der Herstellungsvorrichtung
Unter Verwendung der zu pressenden Pulver, welche die Beispiele Nr. 4 bis 6 in der Tabelle 2 repräsentieren, wurden Presslinge wie in Beispiel Nr. 1 hergestellt und die Schwankung in Bezug auf die Masse (%) und die Schwankung in Bezug auf die Füllungsdichte (σ) zwischen diesen Presslingen wurden bewertet. Die Presslinge des Beispiels Nr. 4 wiesen eine Massenschwankung von etwa 4% auf, die noch geringer war als diejenige in Beispiel Nr. 1. Die gleiche Tendenz wurde auch festgestellt für die Schwankung in Bezug auf die Füllungsdichte (σ). Insbesondere konnte die Schwankung der Füllungsdichte (σ) des Beispiels Nr. 4 auf 0,16 verbessert werden. Die Massenschwankungen (%) und die Füllungsdichte-Schwankungen (σ) der Presslinge, welche die Beispiele Nr. 5 und 6 repräsentieren, waren mindestens vergleichbar mit denjenigen der Beispiele Nr. 2 und 3.Under Use of the powder to be pressed, which is the example No. 4 represent to 6 in Table 2, compacts were prepared as in Example No. 1 and the fluctuation in terms of mass (%) and the variation in terms of filling density (σ) between these compacts were evaluated. The pellets of the example No. 4 showed a mass fluctuation of about 4%, which was even less was like that in Example No. 1. The same tendency was also determined for the variation with respect to the filling density (σ). In particular could the variation in fill density (σ) of the Example No. 4 can be improved to 0.16. The mass fluctuations (%) and the filling density fluctuations (σ) the Compacts, which represent Examples Nos. 5 and 6, were at least comparable to those of Example No. 2 and 3.
Jeder
der die Beispiele Nr. 4 bis 6 repräsentierenden Presslinge wurde
etwa 4 h lang in einer Ar-Atmosphäre bei 1060°C gesintert und dann 1 h lang
bei 600°C
einer Alterungsbehandlung unterworfen, wodurch ein Sinterkörper erhalten
wurde. Danach wurde dieser Sinterkörper weiter magnetisiert bei
2 387 kA/m zur Herstellung eines Sintermagneten. Es wurden 50 Proben
für jedes
der Beispiele Nr. 4 bis 6 erhalten. Die Sintermagnete, welche die
Beispiele Nr. 4, 5 und 6 repräsentieren,
wiesen Remanenzen Br (T) auf, die etwa gleich denjeni gen
der Beispiele Nr. 1, 2 und 3 waren. Durch Verwendung der Herstellungsvorrichtung
Industrielle Anwendbarkeitindustrial applicability
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten Seltenerdmetall-Legierungspulvers, das ein gutes Fließvermögen und eine gute Pressbarkeit aufweist, und es ermöglicht die Herstellung eines Magneten mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines qualitativ guten Seltenerdmetall-Legierungssinterkörpers mit einer hohen Produktivität durch Verwendung eines solchen granulierten Pulvers.The The present invention relates to a method for producing a granulated rare earth alloy powder that has good fluidity and has good pressability, and it enables the production of a Magnets with excellent magnetic properties. The invention also relates to a method for producing a good quality Rare earth alloy sintered body with high productivity Use of such a granulated powder.
Erfindungsgemäß können das Fließvermögen und die Pressbarkeit eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers verbessert werden, ohne die magnetischen Eigenschaften zu beeinträchtigen (zu verschlechtern). Auf diese Weise kann sogar ein Sintermagnet, der zu kompliziert ist, um zu einer bestimmten Gestalt gepresst zu werden und leicht verdichtet zu werden und dessen magnetische Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad bei dem Stand der Technik dadurch geopfert werden, ebenfalls verbesserte magnetische Eigenschaften aufweisen. Außerdem kann die Granulierzeit verkürzt werden und das Bindemittel-Entfernungsverfahren kann weggelassen werden. Infolgedessen kann die Produktivität von Seltenerdmetall-Sintermagneten erhöht werden.According to the invention Fluidity and improves the pressability of a rare earth alloy powder without affecting the magnetic properties (to deteriorate). This way, even a sintered magnet, which is too complicated to be pressed into a certain shape to become and easily compacted and its magnetic Properties to a certain extent in the prior art sacrificed, also improved magnetic properties exhibit. Moreover can shorten the granulation time and the binder removal process can be omitted. As a result, the productivity of rare earth sintered magnets can be increased.
ZusammenfassungSummary
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines granulierten
Seltenerdmetall-Legierungspulvers, das die Stufen umfasst:
Herstellen
eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers; Erzeugen einer remanenten
Magnetisierung in dem Pulver; und Granulieren des Pulvers durch
Ausnutzung der Agglomerationskraft, die durch die remanente Magnetisierung
des Pulvers erzeugt wird. Da die Agglomerationskraft, die durch
die remanente Magnetisierung erzeugt wird, ausgenutzt wird, kann
die Zugabe eines Granuliermittels weggelassen werden.The invention relates to a method for producing a granulated rare earth alloy powder, which comprises the steps:
Making a rare earth alloy powder; Creating a remanent magnetization in the powder; and granulating the powder by utilizing the agglomeration force generated by the remanent magnetization of the powder. Since the agglomeration force generated by the remanent magnetization is used, the addition of a granulating agent can be omitted.
Claims (28)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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